Tricky Circuit

Мост Уитстона

Заметь дисбаланс сопротивления

Мост Уитстона сравнивает два делителя напряжения из двух резисторов каждый. Баланс — равные напряжения середины, их разность нулевая. Vs — питание, Rs — выбранное сопротивление датчика. mV — millivolt, милливольт: 1 mV = 0.001 V.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Как это работает

Три резистора 1000 Ω и выбранный 800–1200 Ω. Измерение без нагрузки: прибор не забирает ток. Усилитель, настоящая деформация, нагрев и погрешности не моделируются.

Слева Vleft = Vs/2. Справа Vright = Vs × Rs/(1000 + Rs). Показывается Vright − Vleft в милливольтах со знаком. Рост нижнего правого сопротивления повышает его середину.

Сложность

  1. Собери · Наблюдай

    Включи Vs = 5 V и Rs = 1000 Ω. Обе середины 2.5 V; разность 0 mV.

    Нужна подсказка?

    Vs=5 V; Rs=1000 Ω → 2.5 V; 2.5 V; 0 mV

  2. Исследуй · Исследуй

    Оставь 5 V, выбери 1100 Ω. Справа ≈ 2.61905 V, разность ≈ +119.0476 mV.

    Нужна подсказка?

    Vs=5 V; Rs=1100 Ω → Vright≈2.61905 V; ΔV≈+119.0476 mV

  3. Реши сам · Реши

    Оставь 5 V, выбери 900 Ω. Справа ≈ 2.36842 V, разность ≈ −131.5789 mV.

    Нужна подсказка?

    Vs=5 V; Rs=900 Ω → Vright≈2.36842 V; ΔV≈−131.5789 mV

Дополнительные материалы и карточки схем

Мост Уитстона

Тензорезистор — датчик, сопротивление которого меняется при растяжении или сжатии; относительная деформация — изменение длины относительно исходной. Мост выявляет такое изменение. Здесь сопротивление выбирается напрямую, вес, сила и деформация не измеряются.

Vleft = Vs/2; Vright = Vs × Rs/(1000 + Rs); ΔV = (Vright − Vleft) × 1000 mV

При Rs = 1000 Ω отношения совпадают. Вне баланса знак показывает, какая середина выше; настоящему измерению нужны подходящий датчик и калибровка.

Полезная связь

Баланс не означает ноль на серединах: обе имеют половину питания.

За пределами модели

Отклонения на +100 и −100 Ω дают разные по модулю ответы: делитель нелинеен.

Ошибка, которой стоит избежать

Вычитай правое минус левое. Перестановка щупов меняет знак. Большее питание масштабирует напряжения, само по себе не повышая точность.

Обе середины 2.5 V. Разность…

  1. 0 mV
  2. 2.5 V
  3. 5 V
Читать дальше

Измеряется разность двух середин, а не напряжение одной относительно земли.

Найди баланс

Питание 5 V, сопротивление 1000 Ω.

По 2.5 V, разность 0 mV.

Ниже баланса

Питание 5 V, сопротивление 900 Ω.

Справа минус слева ≈ −131.5789 mV.

Попробуй другое изменение

При 1100 Ω сравни питание 1 V и 5 V. Разность растёт с +23.8095 до +119.0476 mV, в пять раз.

analog.com